dà-thaobhach dà-phòlachlorgaire-foto maoim-sneachda
An lorgaire-foto maoim-sneachda dà-thaobhach dà-thaobhach (Lorgaire-foto APD) a’ coileanadh lorg fuaim glè ìosal agus cugallachd àrd
Tha cothroman tagraidh cudromach aig lorg àrd-mhothachaidh air beagan fotonan no eadhon fotonan singilte ann an raointean leithid ìomhaighean solais lag, mothachadh iomallach agus teileametraidh, agus conaltradh cuantamach. Nam measg, tha an lorgaire-sneachda-sneachda (APD) air a thighinn gu bhith na stiùireadh cudromach ann an raon rannsachadh innealan optoelectronic air sgàth a fheartan meud beag, èifeachdas àrd agus amalachadh furasta. Tha an co-mheas comharra-gu-fuaim (SNR) na chomharradh cudromach air lorgaire-sneachda APD, a dh’ fheumas buannachd àrd agus sruth dorcha ìosal. Tha an rannsachadh air heterojunctions van der Waals de stuthan dà-thaobhach (2D) a’ sealltainn cothroman farsaing ann an leasachadh APDn àrd-choileanaidh. Thagh luchd-rannsachaidh à Sìona stuth leth-chonnsachaidh dà-thaobhach dà-thaobhach WSe₂ mar an stuth mothachail air solas agus lorgaire-sneachda APD air ullachadh gu faiceallach le structar Pt/WSe₂/Ni aig a bheil an gnìomh obrach as fheàrr a tha a’ maidseadh, gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadas fuaim buannachd nàdarra lorgaire-sneachda APD traidiseanta.
Mhol an sgioba rannsachaidh lorgaire-foto-sneachda stèidhichte air structar Pt/WSe₂/Ni, a choilean lorg fìor mhothachail air comharran solais air leth lag aig ìre fW aig teòthachd an t-seòmair. Thagh iad an stuth leth-chonnsachaidh dà-thaobhach WSe₂, aig a bheil feartan dealain sàr-mhath, agus chuir iad stuthan electrode Pt agus Ni còmhla gus seòrsa ùr de lorgaire-foto-sneachda a leasachadh gu soirbheachail. Le bhith a’ leasachadh gu mionaideach am maidseadh gnìomh obrach eadar Pt, WSe₂ agus Ni, chaidh inneal còmhdhail a dhealbhadh as urrainn casg a chuir gu h-èifeachdach air giùlan dorcha agus aig an aon àm a’ leigeil le giùlan a chaidh a chruthachadh bho dhealbhan a dhol troimhe gu roghnach. Tha an inneal seo a’ lughdachadh gu mòr an fhuaim a tha air adhbhrachadh le ianachadh buaidh giùlain, a’ leigeil leis an lorgaire-foto lorg comharran optigeach fìor mhothachail a choileanadh aig ìre fuaim air leth ìosal.
An uairsin, gus soilleireachadh a dhèanamh air a’ mheacanaig air cùl buaidh an t-sneachda-sneachda air adhbhrachadh leis an raon dealain lag, rinn an luchd-rannsachaidh measadh an toiseach air co-chòrdalachd nan gnìomhan obrach nàdarra aig diofar mheatailtean le WSe₂. Chaidh sreath de dh’ innealan meatailt-leth-sheoladair-meatailt (MSM) le diofar electrodan meatailt a dhèanamh agus chaidh deuchainnean buntainneach a dhèanamh orra. A bharrachd air an sin, le bhith a’ lughdachadh sgapadh giùlain mus tòisich an t-sneachda-sneachda, faodar neo-riaghailteachd ianachadh buaidh a lughdachadh, agus mar sin a’ lughdachadh fuaim. Mar sin, chaidh deuchainnean buntainneach a dhèanamh. Gus barrachd a nochdadh mu cho math ‘s a tha APD Pt/WSe₂/Ni a thaobh feartan freagairt ùine, rinn an luchd-rannsachaidh measadh tuilleadh air leud-bann -3 dB an inneil fo dhiofar luachan buannachd foto-dealain.
Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil cumhachd co-ionann fuaim (NEP) aig an lorgaire Pt/WSe₂/Ni aig teòthachd an t-seòmair, nach eil ach 8.07 fW/√Hz. Tha seo a’ ciallachadh gun urrainn don lorgaire comharran optigeach lag aithneachadh. A bharrachd air an sin, faodaidh an inneal seo obrachadh gu seasmhach aig tricead modulachaidh de 20 kHz le buannachd àrd de 5 × 10⁵, a’ fuasgladh gu soirbheachail an cnap-starra teicnigeach a tha aig lorgairean photovoltaic traidiseanta aig a bheil e duilich buannachd àrd agus leud-bann a chothromachadh. Thathar an dùil gun toir an fheart seo buannachdan mòra dha ann an tagraidhean a dh’ fheumas buannachd àrd agus fuaim ìosal.
Tha an rannsachadh seo a’ sealltainn cho cudromach sa tha innleadaireachd stuthan agus leasachadh eadar-aghaidh ann a bhith a’ leasachadh coileanadhlorgairean dhealbhanTro dhealbhadh innleachdach electrodan agus stuthan dà-thaobhach, chaidh buaidh dìonaidh luchd-giùlain dhorcha a choileanadh, a’ lughdachadh bacadh fuaim gu mòr agus a’ leasachadh èifeachdas lorg tuilleadh.
Chan e a-mhàin gu bheil coileanadh an lorgaire seo ri fhaicinn anns na feartan foto-dealain, ach tha cothroman tagraidh farsaing aige cuideachd. Leis a’ bhacadh èifeachdach aige air sruth dorcha aig teòthachd an t-seòmair agus gabhail a-steach èifeachdach de luchd-giùlain a chaidh a chruthachadh le foto, tha an lorgaire seo gu sònraichte freagarrach airson comharran solais lag a lorg ann an raointean leithid sgrùdadh àrainneachdail, amharc reul-eòlais, agus conaltradh optigeach. Chan e a-mhàin gu bheil an coileanadh rannsachaidh seo a’ toirt seachad beachdan ùra airson leasachadh lorgairean foto stuthan ìosal-mheudach, ach tha e cuideachd a’ tabhann iomraidhean ùra airson rannsachadh is leasachadh san àm ri teachd air innealan optoelectronic àrd-choileanaidh agus ìosal-chumhachd.
Àm puist: Ògmhios-18-2025